Американским и канадским ученым удалось создать из искусственных белковых молекул полимерный материал с уникальными свойствами естественных мышечных тканей. То есть, материал упругий и прочный. Благодаря этим свойствам его можно использовать в восстановительной медицине, сообщает РИА "Новости".

Комментирует соавтор исследования Дэн Дюдэк из Политехнического института Вирджинии: "Нашей целью является использование данных биоматериалов для разработки тканей, играющих роль шаблона для регенерации мышц. Они способны служить имплантируемым каркасом для вновь нарастающих мышечных клеток, постепенно разлагаясь и уступая место регенерирующей собственной мышечной ткани человека".

Собственно, речь идет о способности определенного сорта мышечной ткани, образованной белком титином, сохранять высокую упругость при малых нагрузках, и рассеивать энергию, затрачиваемую при сильном растяжении данных мышечных тканей. Таким образом, даже при очень большой деформации мышца остается невредимой и вскоре после устранения напряжения возвращается в исходное состояние.

До недавнего времени синтетические полимеры могли выполнять только одну функцию: либо сохранять большую упругость при малых деформациях, либо противостоять сильным нагрузкам за счет низкой эластичности. Добиться совмещения двух свойств удалось благодаря имитации строения природной мышечной ткани на молекулярном уровне.

Создатели заметили, что белок титин представляет собой гигантские молекулы, напоминающие бусы. Бусинами в них являются фрагменты белковых молекул свернутой глобулярной формы, соединенных между собой спутанными неструктурированными белковыми фрагментами. При приложении небольшой механической нагрузки к таким молекулам неструктурированные фрагменты вытягиваются, давая ткани упругость. А глобулярные белковые фрагменты начинают частично разворачиваться только при приложении дополнительной нагрузки.

Данное разворачивание поглощает часть механической энергии, препятствуя разрушению как отдельных молекул, так и всей ткани. После снятия напряжения молекулы вновь возвращаются в исходную свернутую форму, восстанавливая свою эластичность. Аналогичные функции воссоздали ученые в искусственном белковом материале, организованном по тому же принципу, что и природный белок титин.

Глобулярным компонентом здесь выступал белок, полученный с помощью генетически модифицированных бактерий E.coli. В ходе синтетического процесса молекулы белка смешиваются с короткими аминокислотными цепочками, выполняющими в дальнейшем роль упругих спутанных фрагментов "бус" и сшиваются в объемный материал под действием света.